一种半导体器件以及制备方法与流程

本发明涉及半导体，尤其涉及一种半导体器件以及制备方法。

背景技术：

1、现有的高电子迁移率晶体管（high electron mobility transistor, hemt），在制备与场板、源极和漏极对应连接的接触通孔时需要的掩膜版的数量比较多，导致该半导体器件的制备成本很大。

技术实现思路

1、本发明提供了一种半导体器件以及制备方法，在制备与场板、源极和漏极对应连接的接触通孔时，以减少所需要的掩膜版的数量，降低该半导体器件的制备成本。

2、根据本发明的一方面，提供了一种半导体器件，包括：

3、衬底；

4、外延层，所述外延层位于所述衬底的一侧；

5、栅极结构，所述栅极结构包括掺杂的ⅲ-ⅴ族半导体层和栅极，所述掺杂的ⅲ-ⅴ族半导体层位于所述外延层远离所述衬底的一侧，所述栅极位于所述掺杂的ⅲ-ⅴ族半导体层远离所述外延层的表面；

6、第一绝缘层，所述第一绝缘层位于所述栅极远离所述掺杂的ⅲ-ⅴ族半导体层的一侧；

7、场板结构，所述场板结构包括场板和刻蚀阻挡层，所述场板位于所述第一绝缘层远离所述栅极结构的一侧，所述刻蚀阻挡层位于所述场板远离所述第一绝缘层的一侧；

8、第二绝缘层，所述第二绝缘层位于所述刻蚀阻挡层远离所述场板的一侧；

9、接触通孔结构，所述接触通孔结构位于所述第二绝缘层远离所述场板结构的一侧，所述接触通孔结构包括间隔设置的第一接触通孔、第二接触通孔和第三接触通孔；所述第一接触通孔贯穿所述第二绝缘层，且露出至少部分所述刻蚀阻挡层；所述第二接触通孔贯穿所述第二绝缘层和所述第一绝缘层，且露出部分所述外延层；所述第三接触通孔贯穿所述第二绝缘层和所述第一绝缘层，且露出部分所述外延层；所述第一接触通孔、所述第二接触通孔和所述第三接触通孔共用同一掩膜版，通过刻蚀工艺同步形成；

10、导电填充层，所述导电填充层位于所述第一接触通孔、所述第二接触通孔和所述第三接触通孔内。

11、可选地，所述第二绝缘层远离所述场板结构的表面为平面；

12、和/或，

13、所述半导体器件还包括场板连接电极、源极和漏极；

14、所述场板连接电极位于所述第二绝缘层远离所述场板结构的表面，且所述场板连接电极在所述衬底的正投影覆盖所述第一接触通孔在所述衬底的正投影的部分或者全部；

15、所述源极位于所述第二绝缘层远离所述场板结构的表面，且所述源极在所述衬底的正投影覆盖所述第二接触通孔在所述衬底的正投影的部分或者全部；

16、所述漏极位于所述第二绝缘层远离所述场板结构的表面，且所述漏极在所述衬底的正投影覆盖所述第三接触通孔在所述衬底的正投影的部分或者全部。

17、可选地，所述外延层包括沟道层和势垒层；

18、所述沟道层位于所述衬底的一侧；

19、所述势垒层位于所述沟道层远离所述衬底的表面；所述势垒层包括掺杂有铝原子的半导体层。

20、可选地，所述场板包括第一子场板和第二子场板，所述刻蚀阻挡层包括第一子刻蚀阻挡层和第二子刻蚀阻挡层；所述场板结构还包括第三绝缘层；

21、所述第一子场板位于所述第一绝缘层远离所述栅极结构的表面；

22、所述第一子刻蚀阻挡层位于所述第一子场板远离所述第一绝缘层的表面；

23、所述第三绝缘层位于所述第一子刻蚀阻挡层远离所述第一子场板的表面；

24、所述第二子场板位于所述第三绝缘层远离所述第一子刻蚀阻挡层的表面；

25、所述第二子刻蚀阻挡层位于所述第二子场板远离所述第三绝缘层的表面；

26、所述第一接触通孔包括间隔设置的第一子接触通孔和第二子接触通孔，所述第一子接触通孔贯穿所述第二绝缘层和所述第三绝缘层，且露出至少部分所述第一子刻蚀阻挡层；所述第二子接触通孔贯穿所述第二绝缘层，且露出至少部分所述第二子刻蚀阻挡层。

27、可选地，所述刻蚀阻挡层包括氮化铝、氧化铝以及氮化镓铝中的至少一种。

28、根据本发明的另一方面，提供了一种半导体器件的制备方法，包括：

29、提供衬底；

30、在所述衬底的一侧形成外延层；

31、在所述外延层远离所述衬底的一侧形成掺杂的ⅲ-ⅴ族半导体层；

32、在所述掺杂的ⅲ-ⅴ族半导体层远离所述衬底的表面形成栅极，其中，所述掺杂的ⅲ-ⅴ族半导体层和所述栅极构成栅极结构；

33、在所述栅极远离所述掺杂的ⅲ-ⅴ族半导体层的一侧形成第一绝缘层；

34、在所述第一绝缘层远离所述栅极结构的一侧形成场板结构，其中，所述场板结构包括场板和刻蚀阻挡层，所述场板位于所述第一绝缘层远离所述栅极结构的一侧，所述刻蚀阻挡层位于所述场板远离所述第一绝缘层的一侧；

35、在所述刻蚀阻挡层远离所述场板的一侧形成第二绝缘层；

36、共用同一掩膜版，在所述第二绝缘层远离所述场板结构的一侧通过刻蚀工艺同步形成间隔设置的第一接触通孔、第二接触通孔和第三接触通孔，其中，所述第一接触通孔、所述第二接触通孔和所述第三接触通孔构成接触通孔结构；所述第一接触通孔贯穿所述第二绝缘层，且露出至少部分所述刻蚀阻挡层；所述第二接触通孔贯穿所述第二绝缘层和所述第一绝缘层，且露出部分所述外延层；所述第三接触通孔贯穿所述第二绝缘层和所述第一绝缘层，且露出部分所述外延层；

37、在所述第一接触通孔、所述第二接触通孔和所述第三接触通孔内形成导电填充层。

38、可选地，在所述第二绝缘层远离所述场板结构的一侧形成接触通孔结构之前还包括：

39、对所述第二绝缘层进行平坦化处理，以使所述第二绝缘层远离所述场板结构的表面为平面；

40、和/或，

41、在所述第二绝缘层远离所述场板结构的一侧形成接触通孔结构之后还包括：

42、在所述第二绝缘层远离所述场板结构的表面形成场板连接电极，其中，所述场板连接电极在所述衬底的正投影覆盖所述第一接触通孔在所述衬底的正投影的部分或者全部；

43、在所述第二绝缘层远离所述场板结构的表面形成源极，其中，所述源极在所述衬底的正投影覆盖所述第二接触通孔在所述衬底的正投影的部分或者全部；

44、在所述第二绝缘层远离所述场板结构的表面形成漏极，其中，所述漏极在所述衬底的正投影覆盖所述第三接触通孔在所述衬底的正投影的部分或者全部。

45、可选地，在所述衬底的一侧形成外延层包括：

46、在所述衬底的一侧形成沟道层；

47、在所述沟道层远离所述衬底的表面形成势垒层，其中，所述势垒层掺杂有铝原子的半导体层。

48、可选地，所述场板包括第一子场板和第二子场板，所述刻蚀阻挡层包括第一子刻蚀阻挡层和第二子刻蚀阻挡层；所述场板结构还包括第三绝缘层；

49、在所述第一绝缘层远离所述栅极结构的一侧形成场板结构包括：

50、在所述第一绝缘层远离所述栅极结构的表面形成第一子场板；

51、在所述第一子场板远离所述第一绝缘层的表面形成第一子刻蚀阻挡层；

52、在所述第一子刻蚀阻挡层远离所述第一子场板的表面形成第三绝缘层；

53、在所述第三绝缘层远离所述第一子刻蚀阻挡层的表面形成第二子场板；

54、在所述第二子场板远离所述第三绝缘层的表面形成第二子刻蚀阻挡层；

55、共用同一掩膜版，在所述第二绝缘层远离所述场板结构的一侧通过刻蚀工艺同步形成间隔设置的第一接触通孔、第二接触通孔和第三接触通孔包括：

56、共用同一掩膜版，在所述第二绝缘层远离所述场板结构的一侧通过刻蚀工艺同步形成间隔设置的包括第一子接触通孔和第二子接触通孔的第一接触通孔、第二接触通孔和第三接触通孔，其中，所述第一子接触通孔和所述第二子接触通孔间隔设置，所述第一子接触通孔贯穿所述第二绝缘层和所述第三绝缘层，且露出至少部分所述第一子刻蚀阻挡层；所述第二子接触通孔贯穿所述第二绝缘层，且露出至少部分所述第二子刻蚀阻挡层。

57、可选地，在所述第一绝缘层远离所述栅极结构的一侧形成场板结构包括：

58、在所述第一绝缘层远离所述栅极结构的一侧形成包括场板和刻蚀阻挡层的场板结构，其中，所述刻蚀阻挡层包括氮化铝、氧化铝以及氮化镓铝中的至少一种。

59、本发明实施例提供的技术方案中，第一接触通孔、第二接触通孔和第三接触通孔共用同一掩膜版，通过刻蚀工艺同步形成，虽然第一接触通孔、第二接触通孔和第三接触通孔的刻蚀深度不同，但是由于场板表面有刻蚀阻挡层的保护，不会造成场板（场板材料例如是氮化钛）的刻蚀穿通或者大量的刻蚀损失。且上述技术方案还实现了使用一张掩膜版同步刻蚀露出至少部分刻蚀阻挡层的第一接触通孔、露出部分外延层的第二接触通孔和露出部分外延层的第三接触通孔，减少了掩膜版的使用数量，且设置欧姆接触层，简化了半导体器件的膜层结构，降低了成本。

60、应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。